NVIS

Le N. V. I. S. (Near Vertical Incidence Skywave), en Français : onde radio ionosphèrique à incidence quasi verticale, est un mode de propagation utilisé pour des radiocommunications locales et régionale dans la bande des moyennes fréquences et hautes fréquences (1, 6 à 12 MHz) à l'intérieur d'une zone arbitraire de 240 km autour de l'émetteur.

Ce mode de propagation des ondes radios nécessite une antenne NVIS dont le lobe de rayonnement principal est en direction du ciel.

Principe

Le NVIS est utilisé pour établir un réseau radio dans la bande 1, 6 à 12 MHz, en communications locales et régionale à l'intérieur d'une zone de 240 km à peu près autour de l'émetteur. Ce mode de propagation permet en zone de forts reliefs de remplacer un réseau VHF.

Le concept vise à rayonner le maximum d'énergie verticalement, à une fréquence inférieure à la fréquence critique de réflexion de l'ionosphère, afin d'obtenir une reflexion maximale vers la zone à couvrir.

Contrairement au contact longue distance où on recherche l'angle de rayonnement de l'antenne le plus bas envisageable, afin d'attaquer l'ionosphère le plus loin envisageable et obtenir une propagation loin de son point d'origine, le NVIS utilise une antenne avec un angle d'élévation particulièrement élevé, proche de la verticale. Les radiocommunications en rayonnement N. V. I. S. ne présentent par conséquent pas de distance de saut (sans zone de silence).

Utilisation

La propagation NVIS a été découverte entre 1926 et 1930 et utilisée par l'armée Française. Elle est utilisée actuellement par les services radio maritime, aéronautique, utilitaire, les radiotélécommunications de catastrophe des organisations humanitaires sur une catastrophe, l'armée, par quelques stations radioamateur, et particulièrement le plus souvent en mode de transmission de secours sur une panne de réseau VHF et UHF.

Radiodiffusion

La Radio de la Mer couvrait les rues de Paris et de banlieue avec une antenne NVIS à Romainville avec une puissance de 5 kW en AM sur la fréquence de 1080 kHz, dans la longueur d'onde de 277, 7 mètres. La station a cessée d'émettre en 2007.

Bandes marines

• La bande hectométrique MF est utilisable de nuit et (le jour avec une atténuation).
• La bande des 4 MHz est utilisable le jour.
• La bande des 6 MHz selon la saison est utilisable quelques heures par jours (apres midi).

Radioamateurs

• La bande des 160 mètres est utilisable de nuit et (le jour avec une atténuation).
• La bande des 80 mètres est utilisable le jour (avec une atténuation) et est utilisable quelques heures de nuit.
• La future bande des 60 mètres est utilisable en journée ^[1].
• La bande des 40 mètres selon la saison est utilisable quelques heures par jours (apres midi).
• La bande des 30 mètres est peux utilisable depuis la France.

Caractéristique

Les avantages des liaisons NVIS sont :

• Couvre des zones qui normalement ne reçoivent pas l'onde de sol.
• L'onde arrive du ciel quel que soit le relief, on peu pratiquer le NVIS depuis le fond d'une vallée.
• Réduction du bruit, rapport signal sur bruit nettement perfectionné du fait de l'angle d'incidence élevé en réception.
• Peu sujet au fading (pas de problème avec les rayonnements réfléchis qui sont instables en amplitude et en phase).
• Très facile à mettre en œuvre avec des moyens matériels limités (antenne à proximité du sol).
• Sur la même fréquence, plusieurs réseaux radio (espacés de quelques centaines de kilomètres) ne se brouillent pas.
• Deux stations équipées d'un tel dispositif, dont l'angle de rayonnement est en direction du ciel, observeront, sur la liaison, un gain et une atténuation des brouillages, soit un progrès du rapport signal-bruit comparé à la même liaison réalisée à partir de dipôles conventionnels positionné à une hauteur de plusieurs dizaines de mètres.

Cependant, pour un bilan de liaison optimal, les deux stations doivent choisir la fréquence la plus propice à cette propagation, et utiliser des antennes adaptées.

propagation et fréquence utilisable

La propagation utilise une onde de ciel quasi verticale, éliminant ainsi la zone de silence présente dans d'autres modes de propagation en haute fréquence. La majorité de l'énergie produite par l'antenne NVIS sera ainsi réfractée par une couche ionisée du ciel vers la terre à l'intérieur d'une zone de 240 kilomètres autour de la station d'émission^[2]. Ceci ne peut être obtenu que par le choix d'une fréquence adaptée.

Pour obtenir la carte actualisée de la fréquence maximale d'utilisation :

En France la bande 1, 6 à 6 MHz est le plus souvent utilisable pour la propagation NVIS, tandis que sous les tropiques c'est plutôt la bande 1 à 12 MHz.

Les antennes adaptées au NVIS

Une antenne horizontale érigée uniquement à quelques mètres au-dessus du sol est bien adaptée à la propagation en direction du ciel.

Antenne de station fixe

Une antenne NVIS de station fixe peut être constituée par un dipôle tendu et érigé uniquement à quelques mètres au-dessus du sol, associé à un réseau de réflecteurs au niveau du sol, par exemple :

• L'antenne replié ou folded.

C'est un dipôle réalisé en ruban 300 Ω (twin-lead) dont les deux conducteurs sont court-circuités aux extrémités, l'alimentation de ce dipôle s'effectue au centre de l'un des brins par un câble coaxial de 50 Ω. Ce dipôle de 0, 5 λ tendu à 0, 05 λ du sol, associé à un réseau de trois réflecteurs de 0, 55 λ tendus sur le sol, parallèlement, à intervalle de 0, 09 λ. La plage de fréquences utilisable est de 100 kHz pour un ROS de 2/1. Le gain d'une telle antenne en direction du ciel est d'environ 7 dB, avec une atténuation de 15 dB des signaux brouilleurs parvenant sous un angle particulièrement bas sur l'horizon. Deux stations équipées d'une telle antenne observeront, sur une liaison, un gain de 14 dB et une atténuation des brouillages de 15 dB, soit un progrès du rapport signal-bruit de 29 dB comparé à la même liaison réalisée à partir de dipôles conventionnels ^{[3] [4]}.

• Une antenne Levy de 2 fois 0, 64 λ tendue à hauteur de : 0, 05 λ du sol, associée au réseau de 3 réflecteurs au niveau du sol.

Antenne transportable

Dans cette application, l'antenne est démontable et remontable à volonté, le déplacement s'effectuant avec l'antenne démontée.
Ces antennes horizontales pour la bande 1, 6 à 12 MHz fonctionnent en monopôle ou en dipôle et sont érigées uniquement à quelques mètres au-dessus du sol (avec peut-être un sol artificiel métallique ou un fil de masse parallèle et directement sous l'antenne et un peu plus long (5%) que cette antenne). Elles sont accordées par une boîte de couplage.

Antenne de navire

Cette antenne monopôle ou dipôle a une longueur de 7 mètres ou plus alimentée par une boîte de couplage automatique. L'antenne est érigée uniquement à quelques mètres au-dessus du navire. Capable de fonctionner dans les Bandes marines et sur la fréquence internationale de détresse 2182 kHz.

Antenne de véhicule terrestre

Pour les véhicules, l'antenne est plus courte, fixée sur le pare-choc, soit courbée au-dessus du véhicule et couplée en monopôle ou soit courbée au-dessus du sol, le fouet et le véhicule sont alors couplés en dipôle. La boîte de couplage automatique a une forte réactance inductive pour résonner dans la bande hectométrique.

Radiocommunications nationales

Pour établir des radiocommunications nationales dans la bande 2 à 16 MHz la puissance est à répartir à l'intérieur d'une zone de 1000 km autour de la station d'émission (à la place d'une zone de 240 km autour de la station en local). Il ne s'agit plus de NVIS au sens strict mais toujours d'une propagation par réflexion unique.

Plusieurs types d'antennes sont utilisables, par exemple :

• Les antennes NVIS décrites plus haut, mais sans réflecteur, inclinées de 30°, dont une extrémité du fil est à 1 à 2 mètre au-dessus du sol.
• L'antenne en "L" élevée de plusieurs mètres au-dessus du sol, (entre 0, 2 λ et 0, 4 λ au-dessus du sol).
• L'antenne dipôle élevée entre 0, 2 λ et 0, 4 λ au-dessus du sol.
• L'antenne en "V inversé" dont les deux extrémités des fils sont à 1, 8 mètres au-dessus du sol.
• L'antenne repliée, ou folded, inclinée de 30°, dont une extrémité est à 1, 8 mètre au-dessus du sol.

Notes et références

Voir aussi

Liens externes

• http ://www. radioamateur. ca/techniques/nvis. html :explications particulièrement complètes sur le NVIS
• http ://www. sysnetcom. com/HF_mil_antenneNVIS. htm :Une antenne NVIS militaire

Spectres

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